Miecz świetlny w przestrzeni kosmicznej? To tylko gwiezdny noworodek

Spoglądając odpowiednio daleko w przestrzeń kosmiczną, astronomowie są w stanie dostrzec najprzeróżniejsze obiekty kosmiczne. Początkowo człowiek widział na niebie jedynie gwiazdy i planety Układu Słonecznego. Wraz z rozwojem astronomii i technologii naukowcy zaczęli dostrzegać także mgławice, galaktyki, a z czasem nawet planety krążące wokół innych gwiazd. Wszechświat jest jednak wypełniony także obiektami, które na pierwszy rzut oka ciężko zidentyfikować. Do takich obiektów oprócz pulsarów, czy czarnych dziur, należą z pewnością obiekty Herbig-Haro. Takiemu właśnie obiektowi zdjęcie właśnie zrobił Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.
Miecz świetlny w przestrzeni kosmicznej? To tylko gwiezdny noworodek

Na poniższym zdjęciu widoczny jest obiekt Herbig-Haro 211, albo w skrócie po prostu HH 211. To nic innego jak dwa skierowane w przeciwne strony dżety przemieszczające się w przestrzeni międzygwiezdnej z ponaddźwiękową prędkością. HH 211 to jeden z najmłodszych i najbliższych nam wypływów materii z protogwiazdy. Jego odległość od Ziemi szacuje się na zaledwie około 1000 lat świetlnych.

Obiekty Herbig-Haro to nic innego jak bardzo jasne obszary przestrzeni otaczające formujące się dopiero gwiazdy. Emitowane przez takie młode gwiazdy silne wiatry gwiazdowe (podobne do wiatru słonecznego) lub dżety gazu wyrzucane z biegunów uderzają z dużą prędkością w otaczającą protogwiazdę materię pyłową i gazową. Na styku tych dwóch ośrodków powstaje fala uderzeniowa — to jest właśnie obiekt Herbig-Haro. Wykonane przez JWST zdjęcie przedstawia wypływ z protogwiazdy, która przypomina to, czym była nasza gwiazda zaledwie kilkadziesiąt tysięcy lat po powstaniu. Jak na razie HH 211 ma masę zaledwie 8 proc. masy Słońca, ale z czasem jeszcze nabierze masy i stanie się gwiazdą podobną do naszej gwiazdy dziennej.

Czytaj także: Protogwiazda: jak wygląda jej ewolucja? Ciekawostki o protogwiazdach

Obiekty Herbig-Haro są idealnymi celami obserwacji dla instrumentów obserwujących wszechświat w podczerwieni, takich jak właśnie Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Takie protogwiazdy są wciąż otoczone gęstym kokonem gazu pozostałego po fragmentacji obłoku molekularnego, z którego powstały. Silne dżety materii emitowane z biegunów gwiazdy przenikają przez znajdujący się w otoczeniu protogwiazdy pył i gaz, po drodze wzbudzając cząsteczki wodoru, tlenku węgla, czy tlenku krzemu, które w reakcji na to emitują promieniowanie podczerwone. Obserwując to promieniowanie, astronomowie są w stanie odtworzyć strukturę dżetu.

W tym konkretnym przypadku na zdjęciu możemy dostrzec serię fal uderzeniowych w dolnej lewej i górnej prawej części kadru oraz parę wąskich, biegnących w przeciwnych kierunkach dżetów, które napędzają owe fale uderzeniowe. Zważając na to, że teleskop Jamesa Webba jest nowym i niezrównanym obserwatorium kosmicznym, za jego pomocą naukowcy byli w stanie przyjrzeć się HH 211 z dokładnością nawet dziesięciokrotnie większą niż kiedykolwiek w przeszłości. To właśnie ta precyzja w trakcie obserwacji pozwoliła naukowcom ustalić, że wewnętrzna część dżetu w miejscu jego emisji, czyli tam, gdzie powinna istnieć protogwiazda, bezustannie się przemieszcza. Naukowcy podejrzewają, że owa protogwiazda to w rzeczywistości układ podwójny protogwiazd. To ruch dwóch protogwiazd wokół wspólnego środka masy mógłby odpowiadać za pozorne wibracje źródła dżetu.

Astronomowie wskazują, że dżety HH 211 mają stosunkowo niewielką prędkość. Wewnętrzne struktury dżetu przemieszczają się z prędkościami 80-100 km/h. Co więcej, w miejscu zderzania się z materią otoczenia, czyli tam, gdzie powstaje fala uderzeniowa, ta prędkość jest jeszcze mniejsza. Wszystko wskazuje na to, że dżet materii jest cząsteczkowy. Efekt jest taki, że prędkości te nie są wystarczająco duże, aby cząsteczki dżetu rozbijały cząsteczki gazu międzygwiezdnego na pojedyncze atomy i jony. Wraz z wiekiem protogwiazdy powinno się to jednak zmienić.